Pokročilé metody stanovení lektin-sacharidové interakce

Abstract

A reliable and reproducible quantification and detailed characterization of the interactions between a biomedically relevant protein and its synthetic carbohydrate ligand can provide new information for the design of better diagnostic and therapeutic tools. A high sensitivity and specificity are essential requirements for the feasibility of an analytical method. These parameters can be difficult to achieve for highly complex systems such as lectin-saccharide complexes. On the other hand, carbohydrate-based diagnostics and therapeutics offer the great advantage of detecting biologically active lectin receptors, which cannot be achieved with antibodies. In this work we demonstrate the use of the BLI technique to monitor lectin- carbohydrate interactions for a multivalent system. Using functionalization of a novel construct of galectin-1 with an in vivo biotinylated AVI tag, suitable immobilization on a biosensor was achieved without the loss of its lectin activity. Due to the high sensitivity of this technique, kinetic parameters of interaction with prepared multivalent neoglycoproteins based on LacNAc epitopes were obtained in the micro- to nanolar KD range. The complementarity of this method was demonstrated by parallel ITC and competitive ELISA measurements. The neoglycoprotein with a lower LacNAc...

Spolehlivá a reprodukovatelná kvantifikace a podrobná charakterizace interakcí mezi biomedicínsky významným proteinem a jeho syntetickým sacharidovým ligandem může poskytnout nové informace pro návrh lepších diagnostických a terapeutických nástrojů. Vysoká citlivost a specifičnost jsou základními požadavky na proveditelnost analytické metody. Těchto parametrů může být obtížné dosáhnout u vysoce komplexních systémů, jako jsou komplexy lektin- sacharid. Na druhou stranu diagnostika a terapie na bázi sacharidů nabízí velkou výhodu detekce biologicky aktivních lektinových receptorů, které nelze dosáhnout pomocí protilátek. V této práci demonstrujeme použití techniky interferometrie na biovrstvě (BLI) ke sledování interakcí lektin-sacharid pro multivalentní systém. Pomocí funkcionalizace nového konstruktu galektinu-1 biotinylovanou značkou AVI in vivo bylo dosaženo vhodné imobilizace na biosenzoru bez ztráty lektinové aktivity. Díky vysoké citlivosti této techniky byly získány kinetické parametry interakce s připravenými multivalentními neoglykoproteiny založenými na epitopech LacNAc v rozsahu mikro- až nanomolárních KD. Komplementarita této metody byla paralelně prokázána měřením ITC a kompetitivní ELISA. Bylo zjištěno, že neoglykoprotein s nižším obsahem LacNAc má nižší KD (BLI - 230 nM; ITC - 81 nM)...